单光子探测是一种极微弱光探测技术，在高分辨率光谱测量、高速现象检测、精密分析、非破坏性物质分析、大气测污、生物发光、放射探测、高能物理、天文测光、光时域反射、地球科学、空间科学、量子信息等领域有着极其广泛的应.用。最近，由于国际上掀起了量子密码通讯实验的高潮。作为量子密码通信技术的关键技术之一的单光子探测技术也逐渐在量子光学的微弱光探测领域中显示出诱人的前景。而日新月异的半导体技术为单光子探测技术的发展提供了强大的动力，为此，笔者研发了具有自主知识产权的单光子探测器，并达到了国际水平。　　 1.本论文通过对雪崩二极管的雪崩过程的理论分析及其盖革模式下等效电路的分析，提出了有源反馈式门控和延迟门复合的交流耦合方法，并通过测试获得了最佳工作点的暗计数率小于4×106ns-1，量子效率为约18％，噪声等效功率为2.4×10-19 W/Hz1/2，最小门脉冲宽度为2.5ns，最高触发频率为5MHz。　　 2.该论文中完成了基于半导体制冷技术的温度控制系统。包括温度探测，温度控制，制冷电源的研制和相应的真空系统的设计。　　 3.研制了单光子探测器所需要的低纹波，高精度数字调节偏置电压源，其调节精度为1mV.最高输出电压为70V。　　 4.为了鉴别出雪崩信号，设计了低噪声鉴别电压源，调节精度为0.1mV，最高输出电压为50mV。　　 5.设计了友好的人机交互界面，独立完成了相应的软件设计。通过键盘和液晶能完成偏置电压、鉴别电压、门脉冲宽度、触发延迟、死区时间、计数控制和输出脉宽参数的设置，并可以运行于带死区控制模式和非死区控制模式。　　 最后经实验测定，该探测器的半导体制冷温度可以达到-65℃；门脉冲宽度可以达到2.5ns，其调节范围为2.5-255ns；触发延迟调节范围为3ns-510ns；死区时间调节范围为3-1000ns；计数控制调节范围为2.5-255ns；输出脉宽调节范围为3-1000ns。　　 该系统成功地应用于量子密钥分发系统和近场光学扫描隧道显微镜系统中。